用于高温化学场效应晶体管(ChemFET)废气传感器的适用于废气的保护层

摘要

发明涉及用于制造传感器元件(1)的方法，这元件包括有至少一个敏感元器件(3)，在这方法中，将由无残留地可以热分解的材料制成的屏蔽层(31)涂覆在敏感元器件(3)上，其中敏感元器件(3)通过屏蔽层(31)基本上完全被遮盖住，在屏蔽层(31)上涂覆由一种热稳定材料制成的保护层(33)，并且通过热解作用或者一种低温传导的氧等离子体去除屏蔽层(31)发明此外还涉及一种传感器元件，它包括有至少一个敏感元器件(3)和由一种热稳定的材料制成的保护层(33)，其中敏感元器件(3)被由热稳定的材料制成的保护层(33)遮盖，其中敏感元器件(3)和保护层(33)相互有间距。

说明书

技术领域

发明涉及一种用于制造一种传感器元件的方法，这元件包括有至少一个敏感元器件。发明此外还涉及一种按照权利要求11的前序部分所述的传感器元件。

包括有敏感元器件的传感器元件例如用于测量在测量腔室里气体的至少一种性能。这至少一种性能可以是指气体的一种物理的和/或化学的性能，尤其是气体的成分。例如可以使用一种这样的传感器元件，来测量在气体中，例如在内燃发动机的废气中，某一种气体成分的浓度和/或分压力，或者说定性和/或定量地检测这些气体成分。然而例如也可以代替或者附加于一种气体成分，检测其它种类的被分析物，例如在与气体状态不同的集合体状态下的分析物，例如液体分析物和/或分析物颗粒。

为了测定在一个测量气体腔室里的气体性能，传感器元件一般包括有一个具有气体敏感层的元器件，尤其是一种具有气体敏感层的半导体元器件。这样的具有气体敏感层的半导体元器件一般为气体敏感的场效应晶体管。在这样的气体敏感的场效应晶体管中，栅极设有一个涂层，在其上面可以吸附气体分子，这种气体分子导致了栅极上的电位变化，这种变化又改变了晶体管通道里的载流子密度，并因此改变了晶体管的特性曲线。这是一种存在有相应气体的信号。作为涂层分别选用一种对于某种所要探测的气体来说选择性的材料。这里涂层一般包含有一种催化活性材料。通过使用不同的气体敏感的场效应晶体管，它们分别具有特定的栅极涂层，可以探测不同的气体。

所要探测的气体可以按不同的方式与传感器元件，尤其是与气体敏感涂层交互作用，例如通过吸附和/或化学吸着，化学反应或者也按其它方式。通过所要探测的气体与气体敏感涂层的交互作用，引起栅极上的电位变化，这在位于其下面的通道部位里影响到场效应晶体管的载流子密度。栅极上的电位变化是由于栅极金属的输出功相比于栅极介质有变化，和/或在介质(绝缘体)和半导体材料之间的界面状态密度有变化。因此改变了晶体管的特性曲线，这可以评价作为存在有各自气体的信号。这样的气敏场效应晶体管例如表示于DE 26 10 530中，因此对于这样的气敏场效应晶体管可能的结构，可以参见该专利文件。

用于探测气体成分的传感器元件例如也使用在汽车的废气管路里。用这样的传感器元件例如可以得出在气体中存在有氮氧化物，氨或者碳氢化合物。然而由于内燃发动机的废气温度高，就对传感器元件提出了高的要求。此外在废气里例如也可能含有颗粒物，它们可能导致栅极涂层磨蚀。这就必须要保护栅极涂层，其中然而不得由于一种这样的保护而影响功能。

为了保护栅极涂层，例如已知的是：将一种气体敏感涂层涂覆在气敏场效应晶体管上。一种这样的气敏场效应晶体管具有一种多孔，敞开的敏感涂层，它例如在DE-A10 2005 008 051里作了说明。一种多孔层涂覆在气敏场效应晶体管上然而有以下缺点：可能损伤很敏感的栅极涂层。此外尤其是在高温下使用传感器元件时，可能由于半导体元器件和保护层的不同的热膨胀系数而产生应力，这尤其是在涂层厚度从几个微米至几个毫米时，可能在保护层里一起裂纹，或者甚至引起保护层的剥落。

发明内容

发明的优点

一种按照发明的，用于制造一种包括有至少一个敏感元器件的传感器元件的方法有以下步骤：

(a)将一个由无残留地可以热分解的材料制成的屏蔽层涂覆在敏感元器件上，其中敏感元器件通过屏蔽层完全被遮盖住，

(b)在屏蔽层上涂覆一个由一种热稳定材料制成的保护层，

(c)通过热解作用或者一种低温导引的氧等离子体去除屏蔽层。

通过在涂覆保护层之后去除屏蔽层，在敏感元器件和保护层之间产生一个空腔。保护层并不直接位于敏感元器件上。这尤其具有优点：当高温负载和温度交变时，在保护层和敏感元器件的热膨胀系数有大的差别时，避免了热应力。这同时使保护层稳定化，这是因为当保护层和敏感元器件由于高温负载和温度交变而膨胀不同时，在保护层里并不产生裂纹，而且保护层不发生剥落。

敏感元器件一般涂覆在载体基质上。载体基质通常包括有印制导线，用它们可以使敏感元器件接触。尤其是在传感器元件的高温应用时，载体基质由一种陶瓷材料制成。当使用在低温场合时，然而也可以使载体基质例如是一种聚合物载体基质，如同一般在印刷电路板制造中采用的那样。

然而如果传感器元件使用在高温场合的话，例如用于检查内燃发动机的废气，那么用于制造载体基质的材料是一种陶瓷。适合于制造载体基质的陶瓷材料例如是硅氮化物(Si₃N₄)，硅氧化物(SiO₂)，铝氧化物(Al₂O₃)或者锆氧化物(ZrO)或者由两种或几种这些材料组成的混合物。为了实现对敏感元器件的保护，需将敏感元器件各向都包围起来。为了实现相应的保护，保护层与载体基质相连。为了避免由于保护层材料和载体基质材料不同的热膨胀系数而产生热应力，这种应力可能会造成保护层的损坏，例如保护层的破裂，因此优选使保护层的材料与载体基质用的材料是相同的材料。

用于保护层的热稳定的材料因此优先是一种陶瓷材料，特别优选是硅氮化物。硅氧化物，铝氧化物，锆氧化物或者由它们的混合物。

用于制成屏蔽层的由无残留地可热分解的材料，优选是一种可以热分解的聚合物材料，或者说适合的可以热分解的聚合物的材料类别，它们可以使用作为屏蔽层，例如是聚酯，聚醚，如聚乙二醇，聚丙二醇，聚环氧乙烷或者聚环氧丙烷。此外适合的有聚丙烯酸酯，聚醋酸脂，聚缩酮，聚碳酸酯，聚氨酯，聚醚酮，脂环族聚合物，脂肪族聚酰胺，聚对乙烯基苯酚和环氧化合物。同样也适合的有这里所列材料等级的共-或三聚合物。

优选的可分解的材料是光敏的或可用光形成构造的，例如抗蚀剂。

一种可以用光形成构造的抗蚀剂尤其可以是由基本聚合物和一种光活性成分组成的以下的组化之一。作为基本聚合物例如可以使用聚丙烯酸酯，聚甲基丙烯酸酯，聚醋酸酯，聚缩醛，具有马来酸酐的聚合物，具有叔丁酯(COOC(C_nH_2n+1)₃其中n＝1，2，3)，例如像三甲基丙烯酸丁酯，或者具有叔丁氧碳酸基(OCOO(C_nH_2n-1)₃)，例如像叔丁氧碳酸基苯乙烯的脂肪族，芳香族或脂环族共聚合物。作为光活性的成分例如适合的有重氮酮，重氮醌，三苯基锍盐或者二苯基碘盐。因此可以使抗蚀剂形成构造，例如通过光刻技术和腐蚀法。作为适合得到用于由一种基本聚合物和一种光活性成分制成的一种可涂覆的聚合物溶液或者混合物的溶剂，例如甲氧基醋酸丙酯，乙氧基乙酸丙酯，乙氧基丙酸乙酯，N-甲基吡咯烷酮，γ-丁内酯，环己酮，环戊酮或者醋酸乙酯是合适的。

以一种涂层厚度将无残留地可热分解的，用于屏蔽层的材料涂覆在敏感的元器件上，这涂层厚度优选为1μm至2mm之间。通过小的屏蔽层的涂层厚度尤其是可以实现一种紧凑的结构。此外屏蔽还有以下优点：在陶瓷保护层以下的涂覆方法中，有机械敏感的电极的敏感的半导体元器件被保护，并且避免了在保护层制造期间电极材料的一种局部出现的侵蚀。此外可以使得热可分解材料在涂覆方法期间，例如在热等离子喷射时，就被热分解，并且因此起到起泡剂的作用。如果当温度低于屏蔽层的分解点时进行涂覆过程的话，那么保护层优选被设置使得它对于可分解的材料来说是可以透过的。

因为敏感元器件具有三维的结构，为了涂覆由无残留地可热分解的材料组成的屏蔽层必须使用一种方法，这种方法是三维作用的，这就是说，此时可以通过至少一个阶段实现涂覆。用于涂覆无残留地可热分解材料的适合的方法例如是配料，喷墨打印，填塞打印，离心涂镀或者浸渍。配料，喷墨打印或者填塞打印此外有以下优点：可以进行添加的涂覆，以便产生所希望的涂层厚度。为了通过前面所述的方法之一，在敏感元器件上涂覆无残留地可热分解的材料，将用于涂层的聚合物例如溶解在一种溶剂里，或者弥散在一种溶剂里。在这种情况下，在无残留地可热分解材料的涂覆之后接着是一个干燥过程，以便从可热分解材料里，尤其是聚合物里去除溶剂。

除了使用溶解或者弥散在一种溶剂里的聚合物之外，也可以备选地例如使用具有辐射硬化性能的，尤其是UV(紫外线)硬化性能的单体和/或聚合物，来构成屏蔽层。在这种情况下在涂覆用于屏蔽层的单体和/或聚合物之后，进行一种照射步骤，通过这种步骤使单体和/或聚合物交联，并因此硬化成一种坚固的，一般不能溶解的聚合物层。具有辐射硬化性能的适合的单体和/或聚合物例如含有环氧基团，丙烯酸酯基团，和/或甲基丙烯酸酯基团等作为功能基团。

在例如通过照射步骤烘干之后，也就是说去除溶剂，和/或硬化之后，使一种由热稳定材料制成的保护层涂覆在屏蔽层上。为了涂覆保护层通常采用一种喷射法作为涂覆方法。为了制造一种厚的，抗磨蚀保护层可以考虑和有利地使用不同的喷射方法。优选等离子体喷射工艺，用它将热稳定材料组成的保护层涂覆在屏蔽层上。通过屏蔽层避免了在等离子体喷射法期间等离子体不可控制地作用于气体敏感层，这使得保护层的制造过程更加稳定可靠，并且因此降低成本。在等离子体喷射法期间等离子体的作用例如通过在涂覆期间敏感元器件的机械加载而得出。

使用等离子体喷射法的优点是：可以调整保护涂层规定的孔隙率。保护涂层的孔隙率是必须要的，以便使所要探测的气体或者说所要研究的气体混合物透过保护层到达气体敏感的元器件。然而包含在气流里的颗粒则被气体敏感的元器件通过保护层阻挡住，从而阻碍了敏感元器件的机械损坏。

在保护层涂覆之后通过热解作用或者一种低温导引的(niedertemperaturgeführten)氧等离子体除去屏蔽层。在热解作用或者说一种低温导引的氧等离子体时产生的气体状产物可以通过多孔保护层的孔隙来去除。此外也可以，通过热解作用或者一种低温导引的氧等离子体来调整保护层的孔隙率。尤其是在一种由陶瓷材料组成的保护层时，此外优选在热解作用期间，或者说通过一种低温导引的氧等离子体使保护层烧结。此时通常进行一种多孔的烧结，以便调整保护层的孔隙率。

用于去除屏蔽层的热解作用例如可以在空气中或者在一种富氧的气氛中实施。也可以改变在热解作用期间气氛的成分。作为富氧的气氛例如可以采用纯氧气或者富含氧的空气。在富含氧的空气时，氧在气氛中的比例优选在21％至100％(体积)的范围里，尤其是在22％至50％(体积)的范围里。此外也可以在一种富氢的气氛中实现热解作用。必要的分解温度首先取决于可以热分解的屏蔽材料的选择。然而可以通过热解参数，例如环境压力来影响温度。

一种按照发明设计的传感器元件，它例如通过前面所述的方法制成，包括有至少一个敏感元器件和一个由热稳定材料制成的保护层，其中敏感元器件被热稳定材料制成的保护层遮盖住。敏感元器件和保护层相互有间距。如上所述，由于敏感元器件和保护层相互有间距，因此避免了由于高温负载或者在温度变化时产生的热应力。

敏感元器件优选是一种半导体传感器元件，尤其是具有一种半导体材料，碳化硅和/或氮化镓，的半导体传感器元件。敏感元器件尤其可以包括有一种场效应晶体管，或者一种基于场效应晶体管传感器构件。敏感元器件特别优选是一种化学敏感的场效应晶体管，尤其是一种气体敏感的场效应晶体管。

一种敏感元器件例如具有一个传感器体，它具有至少一个对于所要测量的气体来说可以到达的传感器面。传感器面通常这样设计，使得用传感器面可以测量气体的至少一种性能。尤其是用传感器面应该可以定量和/或定性地可选择求出在所要测量的气体里至少一种气体成分的浓度。为此例如可以使传感器面包括有一个无机半导体材料的半导体表面，这表面在一定条件下附加地设有一个敏感涂层。例如可以包括有一个敏感涂层，它提高了某一种气体成分检出的选择性。传感器面例如可以是一个晶体管元件的，尤其是一种场效应晶体管的一个栅极面。传感器面优选布置在传感器体的外表面上，例如在一个无机半导体涂层结构的，尤其是一种半导体芯片的外表面上。

气体敏感层一般包含有一个催化活性材料，因此当与所要测量的气体接触时，引发一种化学反应，通过这种反应使气体敏感层的电性能发生变化。

为了使所要测量的气体能够触及气体敏感的表面，由热稳定材料制成的保护层是多孔的。保护层的孔隙率优选在2％至50％的范围里，尤其是在10％至30％的范围里。

附图说明

附图中表示了发明的各种实施形式，并在以下加以详细说明。

附图所示为：

图1至4以一种气体敏感场效应晶体管为例的一种按照发明的传感器元件的制造方法步骤。

图1表示了一个尚未涂覆的传感器元件。传感器元件1包括有一个敏感元器件3，它与一个载体基质5连接。

敏感元器件3在这里所示的实施形式中是一种气体敏感场效应晶体管。对这里所示的，具有作为敏感元器件3的一个场效应晶体管的实施形式来说，备选地也可以采用多个场效应晶体管3，例如一个阵列的气体敏感场效应晶体管的形式。一个阵列的气体敏感场效应晶体管例如使用于同时来检出各个不同的气体成分。传感器元件1例如可以用于定性和/或定量地检出在一个含有气体的环境里的气体的一种或几种气体成分。含有气体的环境例如可以是内燃发动机的排气管路。

设计成气体敏感场效应晶体管的敏感元器件3包括有一个传感器体7，它例如完全或者部分地由碳化硅(SiC)和/或氮化镓(GaN)作为半导体材料必要时以不同的掺杂构成。通常传感器体7作成半导体芯片。传感器气体7一般包括有一个源极部位9和一个漏极部位11，它们例如可以通过在传感器体7里相应的掺杂来制成。传感器体7例如具有一个在源极部位9和漏极部位11里的n-掺杂，相反传感器体7的其余部位例如可以是p-掺杂的。源极部位9与一个源电极13，漏极部位11与一个漏电极15连接，用于电触发。源电极13或漏电极15的电接触通过接触装置17进行。作为接触装置17例如可以在敏感元器件3上印刷有印制导线构造，它们将源电极13或漏电极15与载体基质5上的印制导线19连接起来。然而备选地也可以例如使用对于专业人士来说已知的导线接合形式的接线或者各种任意其它的接触作为接触装置，以使源电极13或漏电极15与印制导线19连接。此外在一种特殊的实施形式中可以考虑用一种倒装结构。具有气体敏感涂层25的传感器表面在陶瓷载体5的方向上示出，其中通过一个在载体5里的附加通道保证了气体进入。

在电触发传感器元件1时，在传感器体7里的源极部位9和漏极部位11之间构成一个电流通道。这个电流通道的扩展和电性能以及一种在源极部位9和漏极部位11之间的电流，在通常的场效应晶体管中受到栅电极21的影响。栅电极21的辊(Rolle)在一种气体敏感的场效应晶体管时，一方面通过一个金属电极与一个半导体氧化物材料进行连接，或者另一方面例如通过一个栅极涂层堆叠23，后者设有一个气体敏感的涂层25。栅极涂层堆叠通常由一种介电材料，例如SiO₂，Si₃N₄，SiO_xN_y，Al₂O₃，HfO₂，ZrO₂和由此组成的混合物制成。每种任意的，对专业人士来说已知的栅极涂层堆叠适合于作为栅极涂层堆叠23，正如它用于按照现有技术的气敏场效应晶体管那样。

气敏涂层25通常用于选择地吸收气体分子或者其它所要检测的分析物，或者与这些分析物进行化学反应。所要检出的分析物，例如所要检出的气体成分的气体分子，在所要研究的气体里的存在因此确定了栅电极21的电性能，和在源极部位9和漏极部位11之间的电流通道的位置，扩展和其余电性能。在源极部位9和漏极部位11之间的电流因此受到所要检出的分析物的存在的影响。

除了这里所示的具有栅极涂层堆叠23的实施形式之外，在这种堆叠上涂覆了气敏的涂层25，然而备选地例如也可以将气敏的涂层25直接涂覆在传感器体7的一个表面27上。然而通常使用一种栅极涂层堆叠23。

源电极13和漏电极15通常是由一种导电良好的材料制成的欧姆接点。通常作为源电极13和漏电极15的材料，采用金属，例如钽，钽硅化物，铬，钛，镍，铝，钛氮化物，铂，硅化物，金或者所有可能的涂层序列。

为了保护源电极13，漏电极15，栅极涂层堆叠23和传感器体7，不受所要研究气体里的腐蚀性介质影响，优选在传感器体7，源电极13和漏电极15上涂覆一种钝化层29。如果传感器元件1使用在一种非腐蚀性介质里，那么可以不用钝化层29。作为钝化层29的材料通常采用陶瓷材料，例如硅氮化物(Si₃N₄)，硅氧化物(SiO2)，铝氧化物(Al₂o₃)，二氧化钛(TiO₂)和它们的混合物。优选的混合物是一种由硅氮化物和硅氧化物组成的混合物。为了不影响敏感元器件3的气敏特性，钝化层29并不遮盖住气敏涂层25。

图1所示的传感器元件1然而还具有前面所述的缺点，因为尤其是源电极13和漏电极15以及接触装置17和气敏涂层25可能受到腐蚀性介质的损伤。此外传感器元件1的整个表面也机械地由于在一个所要研究的气体流中，尤其是内燃发动机的，流过传感器元件1表面的废气里的颗粒而受到损伤。为了消除这种问题使敏感元器件3用一种保护层覆盖。按照发明的保护层制造表示于图2至4中。

涂覆保护层的第一个步骤表示于图2中。

在第一步中用一个屏蔽层31遮盖住传感器元件1。屏蔽层由一种无残留地可热分解材料制成。作为无残留地可热分解材料优选采用一种聚合物。适合的聚合物，如前面所述，例如有聚酯，聚醚，如聚乙二醇，聚丙二醇，聚环氧乙烷，聚环氧丙烷，聚丙烯酸酯，聚醋酸酯，聚缩酮，聚碳酸酯，聚氨酯，聚醚酮，脂环族聚合物，脂肪族聚酰胺，聚对乙烯基苯酚和环氧化合物以及它们的的共-或三聚合物。为了涂覆屏蔽层31，例如可以将聚合物溶解或者弥散在一种溶剂里。在这种情况下在涂覆无残留地可热分解材料之后，进行一个烘干步骤，以便去除溶剂。然而备选地也可以例如应用辐射硬化的或者热硬化的单体和/或聚合物，它们构成了屏蔽层。在这种情况下，在涂覆屏蔽层用的材料之后，使传感器元件1受到辐射或者加热，以便使聚合物硬化。适合的辐射硬化或者热硬化的单体和/或聚合物，如前所述，例如含有环氧基团，丙烯酸酯基团，和/或甲基丙烯酸酯基团等作为功能基团。

用于屏蔽层31的无残留地可热分解材料通过一种任意的方法进行涂覆，用此方法可以实现一种三维元件的涂覆。这是必需的，因为敏感元器件3高于载体基质，敏感元器件3涂覆在这基质上。屏蔽层31的涂覆方法因此必须可以克服至少一个台阶。涂覆屏蔽层31的适合方法例如是配料(Dispensen)，喷墨打印，填塞打印(Tampondruck)，离心涂镀或者浸渍。也可以采用对于专业人士来说已知的，任意其它适合的方法来涂覆屏蔽层。

在涂覆屏蔽层之后，将一个由稳定的材料制成的保护层33涂覆在屏蔽层31上。一个传感器元件1连同涂覆在屏蔽层31上的保护层33表示于图3中。

优选通过一种喷射法，尤其是通过一种等离子体喷射法进行保护层33的涂覆。用等离子体喷射法涂覆的保护层33的特征优选在于高的孔隙率。例如可以采用陶瓷粉末，或者在悬浮等离子体喷射法中采用具有陶瓷成分的悬浮液来制造保护层33。制造保护层33的等离子体喷射法的优点在于：这样可以通过等离子体喷射法的参数变化来很好地调整孔隙率。

粉末或悬浮液在等离子体里的停留时间是决定性的。长的停留时间引起初始物质完全熔化并因此使保护层33关闭，与此相反短的停留时间则只是产生一种表面熔化的初始物质，并且因此在屏蔽层31上产生一种多孔涂层。

此外在一种等离子体喷射法中，颗粒的碰撞速度也可以有变化。碰撞速度通常在150m/s一直至450m/s之间。也可以产生厚的涂层，通常在80μm和2mm之间，在一种悬浮液等离子体喷射时，也可能产生较薄的涂层，例如在20μm和300μm之间。

通过屏蔽层33可以避免由于在等离子体喷射法期间颗粒的高碰撞速度而使敏感元器件3受到损伤。

通过等离子体喷射法也可以使得在制造保护层33时传感器元件1的温度负载较小。尽管在等离子体里的温度很高，达到30000K，但在传感器元件1上或在传感器体7上的温度小于例如400℃。在传感器元件1上的温度尤其是取决于屏蔽的传感器与等离子体源的距离。在一种等离子体喷射法中，可以取消一个分开的温度处理步骤，尤其是一个高温步骤，它是用于使初始物质交联成保护层33的多孔涂层，因为这个步骤已经包括在喷射过程里了。此外可以很容易再现地实施一种等离子体喷射法，并且可以集成在一条生产线里。通过传感器元件1在等离子体里有目的的运动，也可以实现一种用于制造保护层33的精密涂覆。

用一种等离子体喷射法例如可以使一个传感器元件1的，包括有整个敏感元器件3的整个传感器尖部，没有问题和完全地围喷射有一种多孔的保护层33。一种这样的保护层33例如使用在内燃发动机的排气管路里时，也有利地起到热冲击保护的作用，并且阻止了例如由于小的水滴碰撞在加热的传感器元件1上而引起的热冲击负载。

作为保护层33的材料，通常采用陶瓷材料，例如硅氮化物，硅氧化物，铝氧化物，锆氧化物，二氧化钛和它们的混合物。优选应用相同的材料，由这材料也制成载体基质5。陶瓷材料应用于载体基质5尤其是优选的，如果传感器元件1要承受高温的话，因为陶瓷材料可以承受高温。尤其是也可以避免载体基质5在一种热解步骤中受损，这个步骤在涂覆保护层33之后实施，以便除去屏蔽层31。一种传感器元件1表示于图4中，其中屏蔽层31已经去除。

通过热解步骤使屏蔽层31热解，并且通过多孔层33去除所产生的气体状产物。为了完全地，无残留地地分解屏蔽层31的有机成分，使热解优选在空气中和/或一种富氧的或者富氢的气氛里进行。为了得到一种富氧的气氛，例如可以提高空气中的氧含量，或者备选地采用纯氧。去除屏蔽层31时的热解步骤可以与保护层33的多孔烧结同时地采用。此外可以通过屏蔽层31的热解调整保护层33的孔隙率。那么这样例如还可以加大保护层33的孔隙率。对于屏蔽层31的热解来说备选地也可以在一种低温导引的氧等离子体里进行。在低温导引的氧等离子体里同样也将屏蔽层31分解，并且通过保护层33将分解产物除去。

按照前面所述的方法制造的传感器元件1可以特别有利地用于测量在内燃发动机的排气管路里至少一种气体成分的浓度。特别有利的是传感器元件1用于选择地测量。也即是说用于定性和/或定量地检出废气中的氮氧化物，氨或者碳氢化合物。按照发明的保护层33，它设计成与敏感元器件3有间距，可以保护整个敏感元器件3，防止受到例如废气中所含有的颗粒的磨蚀。通过钝化层29保护敏感元器件3，防止受到废气中化学成分的损坏并因此防止发生腐蚀。